Der Treibhauseffekt

1.) Definition (wird noch gekürzt)
Um den Treibhauseffekt, über den es im Folgenden gehen wird, definieren zu können, muss man zunächst einmal einiges an Grundwissen vermitteln. In dem Wort Treibhauseffekt steckt das Wort Treibhaus, was auch als Gewächshaus bekannt ist. Seine Wände und das Dach bestehen vollständig aus lichtdurchlässigem Glas, durch das die Sonne ungehindert einstrahlen und somit den Boden, die Pflanzen und die Luft erwärmen kann. Dadurch speichert das Treibhaus Energie, denn die durch das Sonnenlicht zugeführte Energie kommt zwar (als kurzwellige Strahlung) leicht durch das Glas hinein, aber in Form von langwelliger Wärmestrahlung kann es nur schwer wieder durch das Glas hinaus. Da die Strahlen vom Glas wieder absorbiert werden, steigt die Temperatur im Gewächshaus an, was ja auch Sinn und Zweck des Gewächshauses ist, um ein künstliches Klima zu schaffen. Somit gelangt nur bei starker Wärmestrahlung (also hoher Temperatur) Energie nach draußen und es wird etwas kühler im Treibhaus.

Beim Treibhauseffekt der Erde unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Arten: dem natürlichen und dem anthropogenen (durch den Menschen verursachten). Statt dem Glas verfügt die Erde über eine Atmosphäre, die sogenannte Treibhausgase enthält. Genau wie das Glas halten die Treibhausgase (Wasserdampf (H₂O), Kohlendioxid (CO₂), Methan(CH₄), Distickstoffoxid (N₂O), Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Ozon (O₃)) in der Atmosphäre die vom Boden der Erde ausströmende Wärmestrahlung zurück. Kurzwellige Sonnenstrahlen können hingegen ungehindert durch diese Gasschicht hindurch. Beim natürlichen Treibhauseffekt hat die Atmosphäre kommen die Gase nur in einer Konzentration vor, die es ermöglicht, genügend langwellige Wärmestrahlen wieder herauszulassen. Dadurch ist eine Durchschnittstemperatur von etwa 15 °C auf der Erde möglich. Ohne die Treibhausgase in der Atmosphäre wäre es auf der Erde also sehr kalt, da die gesamte Energie entweichen würde. Je höher der Treibhausgasanteil in der Atmosphäre jedoch ist, desto weniger Energie kann entweichen und desto höher ist die Temperatur auf der Erde.

Die genannten Treibhausgase sind nicht zufällig in der Atmosphäre enthalten – sie lagern sich dort ab, weil sie von den Bewohnern der Erde (Menschen, Tiere und Pflanzen) ausgestoßen werden. Mit 62% ist die Wasserdampfemission am höchsten unter allen Treibhausgasen. Hauptproduzenten von Wasserdampf sind die Ozeane und der tropische Regenwald. Weiterhin tragen CO₂ (22%), das bei Verbrennung fossiler Brennstoffe (Holz, Kohle, Erdöl, Erdgas) freigesetzt wird, und Methan (2,5%) zum Treibhauseffekt bei, die in der Atmosphäre abgelagert von der Erde kommende Wärmestrahlen teilweise zurückstrahlen. Beim anthropogen Treibhauseffekt wird angenommen, dass der Mensch im Vergleich zum natürlichen Treibhauseffekt mehr Treibhausgase in die Atmosphäre aufsteigen lässt. Eine wichtige Rolle spielen hierbei CO₂, dessen Ausstoß mit höherem Energieverbrauch zunimmt, Methan das bei größer Viehhaltung freigesetzt wird und schließlich die FCKW, die einerseits den Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre erhöhen und andererseits die Ozonschicht zerstören, die für den natürlichen Treibhauseffekt eine wichtige Rolle spielt. FCKW sind künstlich hergestellte Gase, die in Kühlschränken, Spraydosen etc. vorkommen. Ob der anthropogene Treibhauseffekt wirklich in einem so hohen Maße dazu beiträgt, dass die Erdtemperatur im Laufe der nächsten Jahrzehnte stark ansteigen wird, ist selbst unter Wissenschaftlern noch umstritten.

2. Entwicklung
Wie bereits erwähnt wurde, ist der anthropogene Treibhauseffekt (der Einfachheit halber im Folgenden nur noch Treibhauseffekt genannt) unter Wissenschaftlern stark umstritten. Deshalb kann man nicht eindeutig sagen, ob die klimatischen Veränderungen in der Vergangenheit zu einer Klimakatastrophe in Form einer globalen Erderwärmung führen werden. Statistiken belegen jedoch, dass seit dem Beginn des Industriezeitalters (also seit rund 150 Jahren) die Durchschnittstemperatur auf der Erde zunimmt (lt. National Geographic, Mai 1993). Von 1900 bis 2000 stieg die Temperatur um 0,5° C an, der steilste Anstieg wurde innerhalb der letzten 30 Jahre verzeichnet. Nach Angabe der Vereinten Nationen steigt zudem der Wassermangel, die Ausbreitung der Wüsten, sowie die Verschlechterung der Bodenqualität. Auch sind einige Wissenschaftler der Meinung, dass die Pole schmelzen, was aber nicht klar erwiesen zu sein scheint, da es häufige öffentliche Diskussionen über die Korrektheit der Messmethoden gegeben hat. In Bezug auf die CO₂-Emission äußert sich das Umweltbundesamt dahingehend, dass von 1975 bis 1990, also in einem Zeitraum von nur 15 Jahren, der Ausstoß dieses Treibhausgases um beachtliche 32% anstieg. Verursacht wird der hohe CO₂-Ausstoß einerseits durch die Verbrennung der fossilen Energieträger Holz, Kohle, Erdöl und Erdgas. Dazu tragen am meisten die Schadstoffemissionen von Autos sowie die Brandrodung im Regenwald bei.

Seitdem sich die Bundesregierung der BRD schon 1990 dazu verpflichtet hatte, die CO₂-Emissionen bis zum Jahre 2005 um 25% zu verringern, ist in Deutschland tatsächlich ein Rückgang des Treibhausgases zu verzeichnen. Das Umweltbundesamt sagt, dass von 1990 bis 1994 der CO₂-Ausstoß etwa um 11% zurückgegangen sei. Im Kyoto-Abkommen von 1997, das Anfang diesen Jahres endgültig besiegelt wurde, verpflichtete sich Deutschland, das angestrebte Ziel von 25% zu erreichen. Als einer der Hauptproduzenten von Treibhausgasen (20% Anteil am Gesamtausstoß) traten die USA unter Präsident George Bush dem Kyoto-Abkommen nicht bei, obwohl der damalige US-Präsident Bill Clinton 1997 eine Teilnahme zugesichert hatte.

3. Entstehung und Ursachen
Beim Treibhauseffekt der Erde unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Arten: dem natürlichen und dem anthropogenen (durch den Menschen verursachten). Statt dem Glas eines Gewächshauses verfügt die Erde über eine Atmosphäre, die sogenannte Treibhausgase enthält. Genau wie das Glas halten die in der Atmosphäre vorkommenden Treibhausgase (Wasserdampf (H₂O), Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄), Distickstoffoxid (N₂O), Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) und Ozon (O₃)) die vom Boden der Erde ausströmende Wärmestrahlung zurück. Kurzwellige Sonnenstrahlen können hingegen ungehindert durch diese Gasschicht hindurch. Beim natürlichen Treibhauseffekt kommen die Gase nur in einer Konzentration vor, die es ermöglicht, genügend langwellige Wärmestrahlen wieder herauszulassen. Dadurch ist eine Durchschnittstemperatur von etwa 15 °C auf der Erde möglich. Ohne die Treibhausgase in der Atmosphäre wäre es auf der Erde also sehr kalt, da die gesamte Energie entweichen würde. Je höher der Treibhausgasanteil in der Atmosphäre jedoch ist, desto weniger Energie kann entweichen und desto höher ist die Temperatur auf der Erde.

Die genannten Treibhausgase sind nicht zufällig in der Atmosphäre enthalten – sie lagern sich dort ab, weil sie von den Bewohnern der Erde (Menschen, Tiere und Pflanzen) ausgestoßen werden. Mit 62% ist die Wasserdampfemission am höchsten unter allen Treibhausgasen. Hauptproduzenten von Wasserdampf sind die Ozeane und der tropische Regenwald. Weiterhin tragen CO₂ (22%), das bei Verbrennung fossiler Brennstoffe (Holz, Kohle, Erdöl, Erdgas) freigesetzt wird, und Methan (2,5%) zum Treibhauseffekt bei, die in der Atmosphäre abgelagert von der Erde kommende Wärmestrahlen teilweise zurückstrahlen.

Beim anthropogen Treibhauseffekt wird angenommen, dass der Mensch im Vergleich zum natürlichen Treibhauseffekt mehr Treibhausgase in die Atmosphäre aufsteigen lässt. Eine wichtige Rolle spielen hierbei CO₂, dessen Ausstoß mit höherem Energieverbrauch zunimmt, Methan, das bei größer Viehhaltung freigesetzt wird, und schließlich die FCKW, die einerseits den CO₂-Gehalt in der Atmosphäre erhöhen und andererseits die Ozonschicht zerstören, die für den natürlichen Treibhauseffekt eine wichtige Rolle spielt. FCKW sind künstlich hergestellte Gase, die in Kühlschränken, Spraydosen etc. vorkommen. Durch einen höheren CO₂-Anteil in der Atmosphäre verdichtet sich die Treibhausgasschicht und es wird mehr Wärmestrahlung auf die Erde zurückgelenkt – die Temperatur steigt. Ob der anthropogene Treibhauseffekt wirklich in einem so hohen Maße dazu beiträgt, dass die Erdtemperatur im Laufe der nächsten Jahrzehnte stark ansteigen wird, ist selbst unter Wissenschaftlern noch umstritten.

Doch nicht nur durch der Auftrieb von Treibhausgasen in die Atmosphäre wird der Treibhauseffekt verstärkt. Wissenschaftler haben erst vor kurzem herausgefunden, dass auch die Sonne maßgeblich dazu beiträgt. Die in schwankenden Zyklen auftretenden Flecken auf der Oberfläche der Sonne kühlen sich ab, wodurch aber die Sonne heißer wird und der Erde mehr Energie (in Form von kurzwelliger Wärmestrahlung) zuführt. Je mehr Sonnenflecken also auftreten, desto heißer wird es schließlich auf der Erde. Hinzu kommt, dass auch die UV-Licht-Produktion der Sonne mit der Sonnenfleckenzunahme steigt, wodurch mehr Ozon in der Erdatmosphäre entsteht. Da Ozon jedoch u. a. auch als Treibhausgas dient, wird die Gasschicht in der Atmosphäre dichtet und lässt die zusätzlich von der Sonne eingestrahlte Wärme nicht mehr entwichen, so dass sich dies direkt auf das Erdklima auswirken kann.

Die Ursachen für hohe CO₂-Emissionen liegen einerseits im hohen Kraftstoffverbrauch (übersättigter Auto- und Flugverkehr, Kraftwerke) andererseits aber auch in der viel praktizierten Brandrodung im tropischen Regenwald.

4. Lösungsvorschläge zur Bekämpfung des Treibhauseffekts
Um den anthropogenen Treibhauseffekt wirksam zu bekämpfen bedarf es verschiedener Maßnahmen seitens der Weltbevölkerung. Eine sofortige drastische Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen würde sicherlich dazu beitragen, dass sich keine neuen oder nur noch sehr wenige Gase in der Atmosphäre ablagern. Mit der Zeit würde die Treibhausgaskonzentration in der Troposphäre abnehmen und damit auch die in den letzten Jahren stark angestiegene Durchschnittstemperatur auf der Erde. Dabei muss jedoch überlegt werden, auf welche der Treibhausgase die Bevölkerung verzichten kann. Da wäre zum einen das Gas CO₂, dessen Ausstoß seit der Industrialisierung vor etwa 100 Jahren beträchtlich angestiegen ist. Problematisch daran ist, dass die Emissionsreduzierung langzeitig erfolgen muss, da CO₂ im Vergleich zu anderen Treibhausgasen verhältnismäßig lange (etwa 100 Jahre) in der Atmosphäre bleibt. Trotzdem ist eine Reduzierung sinnvoll da dadurch immerhin zu einem beträchtlichen Teil dem Treibhauseffekt seine Grundstoffe entzogen werden. Auch der Ausstoß von Methan, Lachgas und neueren Treibhausgase wie PFC sollte verringert werden.

Zu diesem Zweck sind in der Politik bereits entsprechende Maßnahmen geplant bzw. umgesetzt worden. Auf der UNO-Klimaschutzkonferenz in Rio de Janeiro (1992) verpflichteten sich beispielsweise zahlreiche Staaten dazu, die Treibgasemissionen auf den Stand von 1990 zurückzubringen. Dies war jedoch nur ein kleiner Schritt zur Bekämpfung des Treibhauseffekts. Konkreter wurde dagegen das 1997 verfasste Kyoto-Protokoll, welches eine durchschnittliche Emissionsreduzierung der Gase CO₂, CH₄, N₂O, HFKW, FKW und SF₆ um 5% bis zum Jahre 2012 vorsieht. Unterschrieben wurde es Anfang diesen Jahres von zahlreichen (Industrie-) Staaten dieser Erde; die USA als einer der größten CO₂-Produzenten traten dem Abkommen allerdings nicht bei.

Erreicht werden kann eine CO₂-Reduzierung durch weniger Verbrennungen fossiler Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Erdgas…). Für die Industrie bedeutet das, sich nach neuen Energiequellen (wie Solar, Windkraft, Wasserkraft etc.) umzusehen. Aber auch der Endverbraucher kann wesentlich zu einer Verminderung der CO₂-Emissionen beitragen, indem er weniger mit dem Auto fährt und stattdessen öffentliche Verkehrsmittel nutzt. Auch im privaten Bereich sollte auf einen gemäßigten Energieverbrauch geachtet werden und ggf. auch auf schadstoffarme oder -lose Energie (s. o.) umgestiegen werden. Auch die Brandrodung im tropischen Regenwald setzt Unmengen an CO₂ frei, welche durch andere Waldnutzungsformen unterbunden werden könnten.

Ein weiterer Weg wäre, das CO₂ gar nicht erst in die Atmosphäre entweichen zu lassen, sondern eine Umformung in Sauerstoff durch Pflanzen mittels Waldaufforstungen zu erreichen.

Niedrigere Methanemissionen können durch geringere Viehhaltung erreicht werden und Lachgas könnte durch eine Reduzierung des Düngers in der Landwirtschaft dezimiert werden.

Der Treibhauseffekt wird jedoch auch anhand der schon oben vorgeschlagenen Reduzierung des Energieverbrauchs bekämpft. Dies geschieht allerdings nicht dadurch, dass weniger Treibhausgase freigesetzt werden, sondern dass die Wärme, die der Erde zusätzlich durch hohen Energieverbrauch zugeführt wird, abnimmt. Je weniger Wärme also von der Bevölkerung selbst (einschließlich der Industrie) verursacht wird, desto niedriger ist auch die Durchschnittstemperatur. Auf einen niedrigen CO₂-Ausstoß und auf die anderen genannten Hinweise sollte trotzdem geachtet werden, da bei fortdauernder Zunahme des Treibhausgasanteils in der Atmosphäre auch eine geringere Wärmeproduktion auf der Erde den Treibhauseffekt langfristig gesehen nicht verhindern kann.

Die Wärmezufuhr durch die Sonne sollte ebenfalls reduziert werden, was durch den vollständigen Verzicht auf Ozon schädigende Treibgase wie FCKWs möglich wäre. Dadurch kann sich die Ozonschicht nämlich wieder regenerieren und die Sonneneinstrahlung auf ein natürliches Maß beschränken.

5. Eigene Meinung
Der Treibhauseffekt ist ein viel umstrittenes Thema, sowohl unter Laien als auch -und das ganz besonders- unter Wissenschaftlern. Auf der Basis des vorliegenden Materials und einiger anderer Quellen habe ich mir, nachdem ich mich eindringlich mit der Thematik beschäftigt habe, eine Meinung zu diesem Streitthema bilden können.

Die so oft diskutierte Frage, ob sich zur Zeit ein Klimawandel vollzieht, der auf den Treibhauseffekt zurückzuführen ist oder ob sich eine neue Eiszeit anbahnt und damit genau der gegenteilige Effekt eintritt, kann auch ich nicht beantworten. Einerseits fehlt mir dazu das wissenschaftliche Hintergrundwissen, andererseits hätte ich selbst damit keinen Beweis für die Existenz oder Nichtexistenz des anthropologischen Treibhauseffekts liefern können. Deshalb werde ich hier nur meine begründete Meinung darüber äußern, welche der beiden Theorien mir wahrscheinlicher erscheint.

Dazu möchte ich vorab sagen, dass ich mich der Theorie des anthropologischen, also durch menschliches Verschulden verursachten (künstlichen) Treibhauseffekts anschließe, da die Hinweise darauf auf mich sehr schlüssig und gut begründet scheinen.

Ich gehe davon aus, dass in den vorliegenden Zeitungsartikeln korrekte Messergebnisse angegeben sind und auch die Messungen einiger staatlicher Messbehörden und internationaler Klimaforschungsinstitute gewissenhaft erfolgt sind. Damit möchte ich die Behauptungen des P. M.-Artikels „In 30 Jahren beginnt die neue Eiszeit“ (Juni 1998; Peter Ripota), die wichtigsten Messungen seien falsch durchgeführt worden, in den Schatten stellen. Zwar sind diese Behauptungen fachlich recht gut begründet, allerdings habe ich keine wirklich sicheren Hinweise darauf, dass diese auch richtig sind.

Bei der Betrachtung des Klimas der letzten 100 Jahre gibt es zahlreiche Auffälligkeiten bei der Veränderung von z. B. Temperatur (hohe Zunahme, besonders in den letzten zehn Jahren), Luftfeuchtigkeit (Zunahme in den Tropen), Wolken (Zunahme über den Landmassen) oder Meeresspiegel (Anstieg um 10-25 cm). Auch die Häufung von Dürreperioden, die Ausdehnung von Wüsten oder das Auftreten von immer mehr Wetterphänomenen wie z. B. El Niño (Warmwasserstrom im Ostpazifik, der die Wassertemperatur um ca. 12° C ansteigen lässt und damit das biologische Gleichgewicht in Unordnung bringt). Analog zu diesen Folgen nimmt der Treibhausgasausstoß zu, auch der Energieverbrauch und die Bevölkerung steigen unaufhörlich.

Deshalb bin ich der Meinung, dass der Mensch mit seiner Energie verschwendenden Lebensweise aktiv zum Treibhauseffekt bzw. zum Anstieg der Durchschnittstemperaturen, des Meeresspiegels und den anderen genannten Auswirkungen beiträgt. Selbst wenn der Temperaturanstieg nicht auf den Treibhauseffekt zurückzuführen ist, so trägt der Mensch auf jeden Fall durch seinen hohen Energieverbrauch bzw. durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Erderwärmung bei.

Aus diesem Grund bin ich der Meinung, dass man die in Nr. 4 genannten Lösungsvorschläge beachten und sich dementsprechend verhalten sollte.